Question

某池塘的水层由上至下分别为表水层、斜温层、静水层和底泥层，某兴趣小组在冬夏两季分别对该池塘的温度和氧气进行垂直结构分析，统计数据见下表：

水层		表水层	斜温层	静水层	底泥层
温度（℃）	夏	25	14	8	4
	冬	2	3.8	4	4
O2（μL?L-1）	夏	9.5	6.2	3.4	0.2
	冬	12	11.8	10.6	10.2

（1）从表中数据分析，夏季池塘中随着水深的增加，O₂含量下降，引起这种现象的非生物因素主要是

 

；夏季各水层的O₂含量低于冬季，其生物学原因是

 

．
（2）夏季底泥层和表水层相比，O₂含量非常低的原因是

 

（3）该兴趣小组为了研究该池塘斜温层中生物光合作用和有氧呼吸，设计了如下操作．
步骤一：将三个相同的透明玻璃瓶标号a、b、c，并将a用不透光的黑布包裹起来；
步骤二：用a、b、c三个瓶子均从池塘斜温层取满水，并 测定c瓶中水的溶氧量；
步骤三：将a、b两瓶密封后

 

，处理24小时；
步骤四：测定a、b两瓶中水的溶氧量，三个瓶子的测量结果如图所示．
①要使实验更精准，需对步骤一做何改进？

 

②根据表中所给数据，可算出24小时内瓶中生物光合作用产生的氧气量为

 

mol/瓶，呼吸作用消耗的氧气量为

 

 mol/瓶．
③若测得的结果，a、b、c三个瓶氧气含量基本一致（测量仪器正常），则最可能的原因是

 

．

Answer 1

考点：群落的结构特征

专题：

分析：本题主要考查细胞呼吸和光合作用的过程及相关实验．
1、呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程．有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜．有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP．
2、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程．光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成淀粉等有机物．

解答： 解：（1）从表中数据分析，夏季池塘中随着水深的增加，O₂含量下降，引起这种现象的原因是随水深的增加，光合作用减弱，非生物因素主要是光照的减弱和温度降低；夏季各水层的O₂含量低于冬季，其生物学原因是夏季各水层生物的呼吸作用强，消耗氧气增加．
（2）夏季底泥层和表水层相比，O₂含量非常低的原因是底泥层因几乎无阳光照射而缺少植物，产生氧气少，多为需氧型生物，氧气消耗多．
（3）将a、b两瓶密封后，需沉入池塘的斜温层，处理24小时．要使实验更精准，分a、b、c三组，每组设置多个相同的透明玻璃瓶．
b瓶既进行有氧呼吸有进行光合作用，a和b两瓶有氧呼吸强度相等，则光合作用产生氧气量为 k-w+w-v=（k-v）mol/瓶；c瓶中的含氧含量即为初始含氧量，a瓶包裹黑胶布则只能进行有氧呼吸，不能进行光合作用，瓶中氧气消耗，消耗量为（w-v）mol/瓶；若测得的结果，a、b、c三个瓶氧气含量基本一致（测量仪器正常），则最可能的原因是密封装置有缺陷等．
故答案为：（1）光照和温度    夏季各水层生物的呼吸作用强
（2）底泥层因几乎无阳光照射而缺少植物，多为需氧型生物
（3）沉入池塘的斜温层
分a、b、c三组，每组设置多个相同的透明玻璃瓶
K-V    W-V
密封装置有缺陷（其它合理答案酌情给分，如瓶子容量太小等）

点评：本题以图形为载体，考查学生对光合作用过程和呼吸作用过程的联系．光合作用和呼吸作用过程是考查的重点和难点，可以通过流程图分析，表格比较，典型练习分析强化学生的理解．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．